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流向强迫振荡圆柱绕流的涡脱落模态分析
  • ISSN号:0459-1879
  • 期刊名称:《力学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O357.1[理学—流体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]清华大学航天航空学院,北京100084
  • 相关基金:国家自然科学基金(10232020,90505005),博士点专项基金资助.
中文摘要:

通过求解采用ALE方法描述的运动坐标系Navier-Stokes方程组,分析均匀来流下雷诺数为150的静止和流向振荡的圆柱绕流.主要研究了强迫振荡频率和较大振幅比(A/D=0.3~1.2)对圆柱升力、阻力变化特性以及涡脱落模态的影响.研究表明,流向振荡圆柱绕流存在多种涡脱落模态,如对称S以及反对称A-Ⅰ, A-Ⅲ,A-Ⅳ等多种形式;比较研究结果,拓展了各模态下对应的锁定区域,并将其分为5个子区;A-Ⅰ模态中圆柱受力较以前所知更复杂;通过分析计算结果,发现最大加速度比Afc2/Dfs02可能是涡脱落模态(尤其是对称S模态)最有效的控制参数.

英文摘要:

The flow around a stationary and in-line oscillating circular cylinder in a uniform flow at Reynolds number of 150 is studied by solving Navier-Stokes equations on a moving grid system described by Arbitrary Largangian-Eulerian (ALE) method. The main objective is to investigate the lift and drag features and vortex shedding modes through different reduced oscillating frequencies and relatively large amplitudes, where the ratio of amplitude and diameter A/D ranges from 0.3 to 1.2. Present numerical results show that there are several modes of vortex shedding such as symmetrical S and anti-symmetrical A-Ⅰ, A-Ⅲ and A-Ⅳ modes. Through analysis of previous and present results, the region of lock-on is extended, which is divided into five sub-regions. Especially, the force on the circular cylinder at the anti-symmetrical A-Ⅰ mode shows more complex characters than the original mode. Based on the experimental and numerical results, we suggest that the radio of maximum acceleration Afc^2/Dfs0^2 should be an important parameter for vortex shedding modes, especially for the symmetrical S mode .

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期刊信息
  • 《力学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国力学学会 中国科学院力学研究所
  • 主编:魏悦广
  • 地址:北京市海淀区北四环西路15号中科院力学所内《力学学报》
  • 邮编:100190
  • 邮箱:lxxb@cstam.org.cn
  • 电话:010-62536271
  • 国际标准刊号:ISSN:0459-1879
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2062/O3
  • 邮发代号:2-814
  • 获奖情况:
  • 1992年首届自然科技期刊一等奖,1996年国家自然科技期刊二等奖,2000年首届国家期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国数学评论(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:13332